高氯水质氟离子检测方法的改进

沈红攀

摘 要 本文通过对电厂高氯水质氯离子含量情况调查研究，结合平时工作中遇到的实际问题和相关实验的数据采集、对比、探讨，找到了降低高氯水质检测氟离子时受氯离子干扰的解决途径。文中通过两种降低氯离子干扰检测方法的对比实验，发现采用稀释法，使氯离子含量小于一定数量值（约2000mg/L）的降低干扰方法对氟离子的检测有较好的符合性和适应性，而且该方法操作相对简单、准确度高，因此值得推广。

关键词 高氯 干扰 氟离子 稀释

中图分类号：O611;X82 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2021）11-0026-03

当前，随着社会的发展和工业生产的需求，各种废水的排放日趋增加，对环境的影响日益加重。

氟是化学研究中常见的一种元素，也是人体和动物所必须的一种微量元素，对有机体的作用非常大。但过量的氟对人和动物是有害的，尤其是人体对氟的含量最为敏感，当人体摄入的氟含量超标时易患斑齿病，严重者可导致氟骨病。氟离子在人体中的浓度取决于外界的环境状况，如水体中氟离子的浓度，而氟污染的主要来源就是工厂中的废水，因此如果排出的工业废水中氟含量过高就会影响人类的正常生活。所以，国家对工业废水的排放也做了严格的规定，并制定了《污水综合排放标准》，因此在水和废水处理中，如何准确测定氟离子的含量具有非常重要的现实意义。

在我厂的一般水质及废水水质要求检测的指标中，就有一项是水质氟离子的检测，并且对排放的水要严格执行该标准。有关氟离子的测定，有光学分析法、容量分析法、离子色谱法、在线分析法、气相色谱法、高效液相色谱法、荧光法、氟离子选择电极法等等，虽然测定的方法很多，但在这些方法中有的检测过程较为麻烦，有的分析仪器比较昂贵，有的检测要求限制较多，所以在我们电厂日常的一般水质和废水水质氟离子检测中，广泛应用氟离子选择电极法来测定氟离子。

我厂水质的氟离子检测目前采用的是[1]《GB/T 7484-1987水质氟化物的测定-离子选择性电极法》，该方法是测定氟离子最典型的方法，相较于测定氟离子的化学分析法，该方法快捷、灵敏且试液用量少，尤其适用于废水中氟离子的测定。氟离子选择电极的氟化银单晶膜对氟离子产生选择性的对数响应，当氟电极和饱和甘汞电极一起置于被测试液中，其电位差可随溶液中氟离子活度的变化而改变，且电位变化规律符合能斯特方程。

对此检测方法在标准中有明確说明：本标准适合于测定地面水、地下水和工业废水中的氟化物，如水样有颜色、浑浊不影响测定;对于测定过程中的干扰，因测定的是游离的氟离子浓度，某些高价阳离子如三价铁、铝和四价硅及氢离子能与氟离子络合而有干扰，即所产生的干扰程度取决于络合离子的种类和浓度、氟化物的浓度和溶液的pH值。但通过我厂所需检测的水质对比和统计发现，废水及中水所含的三价铁、铝和四价硅并不高，所产生的测量干扰不大，且可以通过强度调节缓冲剂或其他方法有效地加以消除。

但在我厂现有的需要检测的废水中，有的氯离子含量比较高，且氯和氟同属卤素，在标准中没有提到氯离子的存在是否会对水质的氟离子检测产生干扰，且因为废水氟离子的控制指标一般为小于10mg/L，而在实际检测过程中发现有的废水氯离子含量大大超过10mg/L。因此，探索氯离子的存在对氟离子检测的影响与否及如何解决这一问题非常必要。为此我们特别进行了相关水质的调查和实验分析。

1 现有检测水质调查

目前，对于厂区一般水质、废水、城市中水的来源还是非常明确的。厂区废水主要包括水处理设备排水、机组排污水、含油废水、输煤系统冲洗水、渣水、脱硫废水、热力设备化学清洗排放水等，城市中水水源是污水处理厂的达标排放水，而其它的一般水质中氟离子含量微乎其微，低于1ug/L以下。通过现有的检测数据我们发现目前的检测水样中脱硫废水、脱硫清水、脱硫浆液等水质氯离子含量较高。一般，这些水质的氯离子含量都会超过6000mg/L，甚至于达到20000mg/L以上，远远超过氟离子的检测指标10mg/L。

因此，有必要通过对我厂高氯水质的氟离子检测情况进行进一步地深入调查研究，明确采用离子选择性电极法测氟离子过程中，氯离子含量对氟离子检测的影响和干扰程度，从而采取切实可行的检测前预处理方法，消除氯离子的干扰，确保高氯水质氟离子检测的准确性。

2 实验

2.1 实验一（氯离子浓度对氟离子检测数据的影响调查及统计）

1.准备对应浓度的氟离子标准溶液。

2.配制氟离子标准溶液各种规格（5mg/L、10mg/L、20mg/L、50mg/L），但不同氯离子含量的溶液各n份（1000mg/L--16000mg/L）。

3.对不同的氯离子浓度的各种规格的氟离子标准溶液进行氟离子检测，记录数据。

4.对检测结果（取平均值）进行统计，如图1。

2.2 实验二（采用加硝酸银，生成氯化银沉淀去除氯离子，分析对检测结果的影响调查及统计）

1.配制含不同氯离子（1000mg/L--16000mg/L）的对应氟离子标准溶液（5mg/L、10mg/L、20mg/L、50mg/L）各n份。

2.计算，并分别加入对应的硝酸银溶液，确保氯离子全部沉淀。

3.测定各沉淀后溶液的氟离子浓度。

4.对检测结果进行统计，如表1。

2.3 实验三（采用样品稀释法，使溶液中的氯离子含量降低至2000mg/L以下，分析对检测结果的影响的调查及统计）

1.配制含不同氯离子（1000mg/L--16000mg/L）的对应氟离子标准溶液（5mg/L、10mg/L、20mg/L、50mg/L）各n份。

2.对氯离子含量超过2000mg/L以上分别稀释至2000mg/L左右或以下。

3.分别测定各溶液的氟离子浓度。

4.对测定结果进行数据统计，如表2。

3 实验结果与讨论

由上图1可知：采用离子选择性电极法测定水样中的氟离子，当水样中的氯离子含量达到或超过2000mg/L时，氯离子对水样的氟离子检测结果有非常明显的影响，会使检测结果偏小，而且配制同一含量的氟离子标准溶液，随着溶液中氯离子含量的逐渐增加，对氟离子检测结果的影响也是呈上升趋势的，即所测的氟离子值偏离实际值更大、检测结果偏低更多。所以说，在氟离子的检测中，当溶液中的氯离子含量达到一定值时，氯离子对氟离子检测的干扰是不可忽略的，必须采取相应的方法来消除干扰和影响。

由表1可知，当采用加硝酸银法，即使溶液中的氯离子转化为硝酸银沉淀作为预处理来去除氯离子干扰的方法，最后的氟离子检测结果和没加硝酸银时几乎一致，甚至偏离实际值更多，且氯离子含量越大时偏离也越多，完全无法达到消除氯离子对氟离子检測影响的目的，该预处理方法是不可取的。

由表2则可知：采用样品稀释法，即通过先计算氯离子含量，再使溶液中的氯离子含量按比例降低，特别是降低至2000mg/L以下时，最后的氟离子检测结果几乎完全消除了氯离子对氟离子检测的干扰，检测结果和实际溶液中配制的氟离子含量基本一致，达到了预期的效果。

4 结论及注意点

综上所述，对高氯水质进行氟离子检测时，如选择的是离子选择性电极法，则可以采用稀释法作为预处理来消除氯离子的干扰，即对水质先进行氯离子含量[2]的检测，大致估算水质中的氯离子含量，再根据氯离子含量按比例对高氯水质进行稀释，使氯离子含量低于2000mg/L，然后再按离子选择性电极法进行氟离子含量的测定。

该方法有效地消除了高浓度氯离子对水质氟离子检测的干扰，确保了水质检测氟离子的准确性，特别是对于我厂脱硫浆液、脱硫废水及其它氯离子含量较高水质的氟离子检测更具有可靠性和现实意义。

参考文献：

[1] 国家环境保护局.水质氟化物的测定-离子选择性电极法（GB/T  7484-1987）[S].1987-08-01.

[2] 国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.化学试剂：电位滴定法通则（GB/T 9725-2007）[S].2008-04-01.